Amb l'aparició de més i més plàstics d'enginyeria, han sorgit alternatives corresponents en diverses indústries. Per exemple, els engranatges de plàstic s'estan convertint en una alternativa-de baix cost als engranatges metàl·lics. Aleshores, els engranatges de plàstic poden substituir realment els engranatges metàl·lics? En aquest article, Hansheng Automation proporcionarà-una comprensió a fons dels engranatges de plàstic des de diferents perspectives.
Engranatges de plàstic vs. engranatges metàl·lics
Com que els dos materials tenen característiques diferents, no podem parlar simplement dels avantatges i desavantatges dels engranatges de plàstic i els engranatges metàl·lics. En canvi, hem de fer-comparacions profundes a diferents nivells. L'objectiu final és prendre la decisió correcta per al vostre escenari d'aplicació.
| Característica / Indicador de rendiment | Engranatges de plàstic de precisió | Engranatges metàl·lics |
|---|---|---|
| Soroll i vibració | Extremadament baix El material en si té unes característiques d'amortiment elevades, que poden absorbir eficaçment l'impacte i la vibració per aconseguir un funcionament silenciós. | Els materials rígids relativament alts solen generar sorolls i vibracions durant el mallat, la qual cosa requereix un mecanitzat i una lubricació d'alta{0}}precisió per millorar-los. |
| Requisit de lubricació | Cap La majoria dels plàstics d'enginyeria tenen propietats auto-lubricants, que permeten un funcionament en sec-sense manteniment-a llarg termini. | Necessari S'ha de confiar en oli/greix lubricant per reduir el desgast i la calor, amb el risc de contaminació per petroli. |
| Pes / Inèrcia | La densitat extremadament lleugera és molt inferior a la del metall (aproximadament 1/7 d'acer), cosa que pot reduir significativament el pes del sistema i la inèrcia de rotació. | Pesat Alta densitat, resultant en gran pes i inèrcia, augmentant el consum d'energia i la càrrega estructural. |
| Resistència a la corrosió | Excel·lent No s'oxida i pot resistir la corrosió de diversos productes químics, àcids i àlcalis. | Pobre L'acer ordinari és propens a l'oxidació i, tot i que l'acer inoxidable pot resistir la corrosió, el seu cost és elevat. |
| Absorció de càrrega d'impacte | Bé El material és resistent i les dents de l'engranatge poden patir una lleugera deformació elàstica per absorbir l'energia d'impacte. | Just El material és rígid i sensible a les càrregues d'impacte, propens a danys a les dents de l'engranatge. |
| Capacitat de càrrega | La força de la unitat mitjana a bona és inferior a la del metall, adequada per a aplicacions de transmissió de parell mitjà i baix. | Extremadament alta Pot suportar un parell i càrregues molt elevats, la qual cosa la converteix en la primera opció per a aplicacions-de càrrega pesada. |
| Interval de temperatura de funcionament | Limitat Els plàstics d'enginyeria ordinaris solen estar entre -40 graus i 120 graus. Els plàstics especials com el PEEK poden arribar fins a 250 graus. | Ample La majoria dels metalls poden mantenir un rendiment estable en rangs de temperatures extrems. |
| Cost de fabricació (lot gran) | La baixa eficiència d'emmotllament per injecció és extremadament alta, gairebé sense processament secundari, i l'avantatge de costos en la producció a gran-escala és evident. | Alt Implica múltiples processos de tall, tractament tèrmic i mòlta, el que resulta en costos unitaris relativament elevats. |
En resum:Trieu engranatges de plàstic per a la tranquil·litat, l'auto{0}}lubricació, la lleugeresa, la resistència a la corrosió i la rendibilitat-de costos (per a grans volums). Trieu engranatges metàl·lics per a una gran capacitat de càrrega, entorns de temperatures extremes i la màxima precisió de transmissió. No hi ha cap alternativa real entre els dos; són l'opció correcta per a diferents escenaris.
Quines són les matèries primeres utilitzades per als engranatges de plàstic?
El plàstic, com a terme general, engloba una àmplia gamma de materials que es poden utilitzar per fer engranatges. Les propietats del propi material determinen el rendiment dels engranatges de plàstic. Els següents són plàstics d'enginyeria convencionals.
| Material | Característiques clau | Escenaris d'aplicació | Precaucions |
|---|---|---|---|
| POM (polioximetilè) | Alta resistència, alta rigidesa, baix coeficient de fricció i absorció d'aigua, dimensionalment estable. | Automoció, electrònica de consum, etc. | Poca resistència a l'àcid, el rendiment es degrada a-alta temperatura a llarg termini. |
| Niló (PA6, PA66) | Alta tenacitat, resistència al desgast i resistència a la fatiga. La força i la resistència a la calor es poden millorar afegint fibra de vidre (GF). | S'utilitza en ocasions que requereixen una gran càrrega d'impacte i resistència al desgast, com ara la transmissió d'eines elèctriques. | Forta higroscopicitat, que pot provocar canvis en les dimensions i la resistència, que requereix una consideració especial en el disseny. |
| PBT (tereftalat de polibutilè) | Similar al POM, però amb una millor resistència a la calor i resistència química. | S'utilitza en camps amb requisits de resistència a la calor. | La taxa de contracció del modelat necessita un control precís. |
| PEEK (polièter et cetona) | Resistència, rigidesa i resistència a la calor extremadament alta (la temperatura d'ús continu pot arribar als 250 graus). | Dissenyat per a entorns extrems com ara aeroespacial, mèdic i semiconductors. | Cost elevat i difícil de processar. |
Procés de fabricació
Els dos processos són l'emmotllament per injecció i el tall CNC, que es presenten amb detall a continuació.
| Dimensió de comparació | Emmotllament per injecció de precisió | Mecanitzat CNC |
|---|---|---|
| Principi bàsic | Injecteu plàstic fos en una cavitat de motlle metàl·lic d'alta-precisió a alta pressió i obteniu el producte acabat després del refredament i la solidificació. | Comenceu amb una vareta o làmina de plàstic sòlid i utilitzeu talladors programats per ordinador-per eliminar el material fresant, tornejat, perforant, etc., fins que es formi la forma d'engranatge final. |
| Escenari d'aplicació | Producció en sèrie (de milers a milions de peces) | Producció de prototips de producte, proves funcionals, -producció per lots petits (d'1 a centenars de peces) |
| Estructura de costos | Alt cost del motlle i gran inversió inicial, però com més gran sigui el volum de producció, menor serà el cost unitari. | El cost unitari és relativament elevat. El cost està directament relacionat amb el temps de processament i no disminueix significativament amb l'augment del volum de producció. |
| Velocitat i cicle de producció | El cicle de fabricació del motlle en la fase inicial és llarg (algunes setmanes). Un cop finalitzat el motlle, la velocitat de producció és molt ràpida i el cicle d'una sola peça és de només desenes de segons. | Preparació i lliurament primerencs ràpids. No cal obrir el motlle, i la programació i el processament es poden realitzar immediatament. Tanmateix, el temps de processament d'una sola part és llarg. |
| Nivell de precisió | Depèn de la precisió del motlle. Un motlle d'alta-precisió pot produir peces de manera estable amb una bona precisió (normalment fins als graus ISO 7-9). | Pot aconseguir una precisió extremadament alta. Controlat directament per màquines-eina de precisió, és més fàcil aconseguir graus de tolerància més alts que el modelat per injecció (aconseguint fàcilment el grau ISO 7 o superior). |
| Selecció de material | Apte per a la majoria de plàstics termoplàstics (com POM, PA, PC). | Apte per a gairebé tots els plàstics d'enginyeria. |
Finalment,engranatges de plàsticno són simplement un substitut dels engranatges metàl·lics; més aviat, s'estan convertint en una opció atractiva per a un nombre creixent d'aplicacions gràcies a les seves propietats inherents. Tots dos tenen els seus avantatges i inconvenients. Si teniu requisits de producte o idees de disseny, poseu-vos en contacte amb nosaltres per discutir les vostres necessitats directament amb els nostres enginyers.